用于啟動期間的增強速率估計的陀螺儀動態電動機振幅補償的制作方法

專利名稱：用于啟動期間的增強速率估計的陀螺儀動態電動機振幅補償的制作方法
用于啟動期間的增強速率估計的陀螺儀動態電動機振幅補償
背景技術：
在陀螺儀啟動期間，陀螺儀電動機花費有限的時間來到達完全穩態振幅。在該時間期間，速率估計(如果需要)通常是不精確的。用當今的方法已經極大地避免了用諸如音叉陀螺儀的陀螺儀來進行速率感測，直到陀螺儀電動機上升并以穩態方式運行。在音叉陀螺儀中，所感測的速率與振蕩的檢驗質量的峰間振幅成比例。因為該振幅在啟動期間的時間段上從零開始(在施加電源之前)并接著增長到最終的穩態振幅，所以在該時間期間感測速率尚且不是可行的。相反，感測速率已經被限于達到穩態電動機振幅之后的時間段。 從電源施加的時間起可實現的速率感測中的延遲可以是顯著的，取決于陀螺儀電動機花費多長時間來達到完全振幅。一些陀螺儀應用在激活之后非常立刻地要求精確的性能。例如，當今的音叉陀螺儀設備，諸如那些用在慣性測量單元(IMU)和速率傳感器中所使用的音叉陀螺儀設備可花費大約O. 4秒到3秒來達到精確的速率感測操作。這種延遲對于在電源施加之后最早可能的點處需要速率感測信息的高度精確制導應用是不可容忍的。

發明內容
提供了一種用于在啟動期間的陀螺儀動態電動機振幅補償以便改善速率感測的系統和方法。該系統包括至少一個陀螺儀、與該陀螺儀操作通信的至少一個處理器、以及與該處理器操作地耦合的至少一個存儲器單元。該存儲器單元和該處理器被配置成分別存儲和執行多個程序模塊，這些程序模塊包括先驗電動機振幅模塊，被配置成基于啟動期間的陀螺儀電動機振幅增長的模型來生成先驗電動機振幅信號；穩態標度因子模塊，被配置成生成穩態標度因子信號；以及動態電動機振幅補償模塊，被配置成從該電動機振幅模塊接收該先驗電動機振幅信號，并從該穩態標度因子模塊接收穩態標度因子信號。在陀螺儀的啟動階段執行該方法時，由該陀螺儀感測速率運動并且由該陀螺儀輸出感測的速率信號。該動態電動機振幅補償模塊從該陀螺儀接收測量的電動機振幅信號、從該電動機振幅模塊接收先驗電動機振幅信號、或兩者的組合。該動態電動機振幅補償模塊輸出時變標度因子，該時變標度因子被應用到感測的速率信號以在啟動階段期間從陀螺儀產生早期和精確的感測速率。


理解的是，附圖僅描繪了多個示例性實施例，并且不因此被認為在范圍上進行限制，將通過使用附圖與附加的特征和細節一起描述這些示例性實施例，其中
圖IA是根據一個實施例的用于陀螺儀動態電動機振幅補償的控制系統的框圖IB是根據一個實施例的用于陀螺儀動態電動機振幅補償的支持系統的框圖2是圖IA的控制系統中所采用的用于動態標度因子補償的過程的流程 圖3是圖2的過程中所采用的電動機振幅速率補償算法的流程圖；圖4是示出了具有電動機振幅速率補償的陀螺儀啟動測試的結果的圖形曲線；
圖5是示出了在有速率時來自八個陀螺儀接通的數據的圖形曲線；
圖6是示出了與圖5的曲線相同的數據但應用了電動機振幅速率補償的圖形曲線；
圖7是示出了陀螺儀啟動的主階段的時間線示圖；以及
圖8是可實現用于陀螺儀動態電動機振幅補償的過程的計算機系統的一個實施例的框圖。
具體實施例方式在下列詳細描述中，參考了附圖，其中以示例特定說明性實施例的方式示出。要理 解的是，可利用其它實施例，并且可進行機械和電的改變。因此，下列詳細描述不不以限制意義進行。提供了一種系統和方法，用于陀螺儀動態電動機振幅補償，其在陀螺儀啟動期間增強了早期速率估計。在部分電動機振幅和完全電動機振幅之間的啟動時間段期間，實際陀螺儀標度因子在改變。本方法允許通過應用動態改變的標度因子來在陀螺儀的啟動階段期間實現速率感測，該動態改變的標度因子是瞬時電動機振幅的函數。該結果允許了在陀螺儀的加電循環中更早的精確速率感測。在一個實施例中，用于陀螺儀的控制系統動態使用在啟動時電動機振幅來調整標度因子，允許了在達到完全且穩定的電動機振幅之前的早期速率感測。初始電源施加和穩態操作之間的陀螺儀電動機振幅可以(I)被實時測量，或可以是(2)基于數學模型被特征化的先驗。例如，可在從初始電動機啟動到最終穩態電動機操作的時間段期間，從實時電動機振幅測量得到經過動態標度因子補償的速率感測。替代地，可在從初始電動機啟動到最終穩態電動機操作的時間段期間，使用電動機振幅的先驗數學特征化來提供經過動態標度因子補償的速率感測。動態標度因子函數通過在陀螺儀的啟動階段期間使用陀螺儀電動機振幅信息來提供穩定的速率感測。該函數開發了實時陀螺儀電動機振幅的知識來調整陀螺儀標度因子，使得在陀螺儀電動機啟動的時間段期間達到穩定和精確的速率感測，并且在時間上比在常規陀螺儀系統中更早。在一種方法中，可以以實時軟件補償算法來實現本方法。對該算法的輸入是原始陀螺儀速率信息，和陀螺儀操作配置信息，以及作為時間的函數的陀螺儀電動機振幅的知識。該算法在陀螺儀速率輸出上提供作為時間的函數的調整增益(另外被稱為標度因子)。該算法可使用(I)關于在陀螺儀啟動時間線期間的陀螺儀電動機振幅增長的已知的先驗信息，或者該算法可使用(2)來自陀螺儀的實時電動機振幅測量，或者兩者的組合。該算法的輸出是補償的速率，該補償的速率在陀螺儀電動機正從部分振幅進展到完全振幅的同時，提供精確的陀螺儀速率信息。在另一種方法中，可完全以模擬電子設備形式來實現本方法以實現相同的補償算法。本方法可被用來通過對在啟動期間變化的陀螺儀電動機振幅進行動態補償來獲得更早的并且更精確的陀螺儀速率輸出。本方法可被實時地實現，并且可適用于不同的陀螺儀電動機配置和設計。本系統改善了陀螺儀的啟動時間并改善了遍及啟動時序的所得到的速率感測精確度。這顯著地減少了啟動和完全性能之間的時間。另外，可以以模擬或數字形式來實現該系統。相對于附圖在以下描述該系統和方法的進一步細節。圖IA是根據一個實施例的用于陀螺儀110的控制系統100的框圖。該控制系統100 一般地包括先驗電動機振幅模塊120、穩態標度因子模塊124、動態電動機振幅補償模塊128、以及乘法器132。先驗電動機振幅模塊120和穩態標度因子模塊124兩者都與動態電動機振幅補償模塊128操作通信。陀螺儀110與動態電動機振幅補償模塊128和乘法器132操作通信。動態電動機振幅補償模塊128的輸出與乘法器132操作通信。陀螺儀110可以是各種陀螺儀中的任何一種，諸如音叉陀螺儀、旋轉質量陀螺儀、或微型機電系統(MEMS)陀螺儀。本方法可被應用到具有與其檢驗質量運動相關聯的有限啟動時間的任何陀螺儀。
先驗電動機振幅模塊120包括基于數學模型的軟件包，該數學模型描述了啟動期間的陀螺儀電動機振幅增長的速率。對于在時間t處的每個速率樣本，所達到的電動機振幅為(以分數單位)
Mo tor_ampI_mo deI(t) = (t-TO)/ (T2-T0)
其中
t=速率數據樣本的時間；
TO=陀螺儀電動機到達10%的完全振幅的時間；
T2=陀螺儀電動機到達完全振幅的時間；以及
Mo t or_amp I _mo de I (t) =在時間t處的陀螺儀電動機振幅。根據陀螺儀電動機啟動命令來確定TC。該計算僅在經受以下約束時有效(t-TO) >10%的(T2-T0)。由先前的時間來確定T2以啟動特征化。在控制系統100的操作期間，由附著到速率要被感測的交通工具或其它物體(未示出)的陀螺儀110來感測速率運動112。感測的速率信號114由陀螺儀110所生成并被發送到乘法器132。在一個實施例中，測量的電動機振幅信號116從陀螺儀110輸出，并被發送到動態電動機振幅補償模塊128以用于進一步處理。在另一個實施例中，如果陀螺儀110的電動機振幅啟動是可預測的，則先驗電動機振幅信號122從電動機振幅模塊120輸出，并被傳送到動態電動機振幅補償模塊128。替代地，如果需要，測量的電動機振幅信號116和先驗電動機振幅信號122兩者可被傳送到動態電動機振幅補償模塊128。穩態標度因子信號126從穩態標度因子模塊124輸出，并被發送到動態電動機振幅補償模塊128以被修改。在到達完全陀螺儀電動機振幅之后，立即無修改地使用穩態標度因子信號126，并繼續在陀螺儀110的穩態操作期間使用。在使用電動機振幅速率補償算法來處理由動態電動機振幅補償模塊128所接收的各種信號時，時變標度因子130從動態電動機振幅補償模塊128輸出并被發送到乘法器132。來自陀螺儀110的感測的速率信號114在乘法器132處與時變標度因子130相乘，乘法器132輸出了調整的感測速率134。圖IB是根據一個實施例的用于陀螺儀動態電動機振幅補償的支持系統150的框圖。在支持系統150中，測量的電動機振幅可由耦合到陀螺儀154的硬件電路所生成。該硬件電路包括操作地耦合到該陀螺儀的模數轉換器(A/D) 158、操作地耦合到A/D 158的輸出的整流電路160、以及操作地耦合到整流電路160的輸出的低通濾波器162。可通過從陀螺儀154中模擬拾取AC電動機振幅信號，來在支持系統150中獲得陀螺儀電動機振幅的實時測量，隨后由A/D 158對電動機振幅信號進行模數轉換。來自A/D158的數字化電動機振幅信號被傳送到整流電路160以執行整流操作。該整流信號接著通過低通濾波器162被傳送，這導致了陀螺儀電動機振幅116的實時測量，該陀螺儀電動機振幅116的實時測量可轉而被用來適當地標定實際感測的陀螺儀速率。圖2和圖3是說明了用于動態標度因子補償的本方法的進一步細節的流程圖。該方法被執行用于單個陀螺儀，或用于諸如慣性測量單元(MU)中的多個陀螺儀。通常，IMU將具有帶有各自信道的三個陀螺儀，并且本方法可單獨地在每個陀螺儀信道中被運行。如在圖2中所示的，該方法的開始時，在210處，確定控制系統(諸如在圖IA中所示)是否被啟用。如果控制系統被啟用，則電動機振幅速率補償算法220被運行預定的時間段。該時間段可從大約O. I秒到大約3秒的范圍變動，并且發生在陀螺儀的啟動階段期間。 來自模型電動機振幅增長函數的數據(即，先驗電動機振幅)和/或測量的電動機振幅(方框230)在算法運行的同時被輸入到電動機振幅速率補償算法220。在陀螺儀的校準或其它特征化期間可確定支持參數231。在以下相對于圖3來描述電動機振幅速率補償算法的進一步細節。在240處，確定電動機振幅補償的時間段是否已經期滿。如果該時間段尚未期滿，該方法循環返回并且再次運行該速率補償算法220。該循環的操作頻率是可選擇的，但通常將是大約600Hz。在控制系統仍舊啟用并且該時間段尚未期滿的同時，該速率補償算法被重復地運行。當該時間段已經期滿時，該方法結束。圖3是說明了電動機振幅速率補償算法220的進一步細節的流程圖。當進入算法時，在310處讀取速率數據樣本114，并且在320處確定是應用先驗電動機幅度模型還是應用測量的電動機振幅。如果應用先驗電動機振幅模型，則在330處計算標度因子和偏移量(偏差)。用來計算先驗標度因子的算法如以下作為時間的函數被確定
If (t<T2)
scalefactor(t)=l/Motor_ampl_model(t);
Else if (t>T2)
scalefactor (t)=穩態標度因子
end
其中
t=速率數據樣本的時間；
T2=陀螺儀電動機到達完全振幅的時間；以及 Motor_ampl_model(t)=(t-TO)/(T2-T0)。如果應用測量的電動機振幅，則在340處讀取電動機振幅，并且在350處計算來自測量的電動機振幅信號116的實時標度因子。用來計算實時標度因子的算法如下
If (t<T2)
scalefactor(t)=Mo/Motor_ampIi tude_realt ime(t);
Else if (t>T2)
scalefactor (t)=穩態標度因子end其中
t=速率數據樣本的時間；以及
T2=陀螺儀電動機到達完全振幅的時間。
Mo=在校準時確定的穩態完全電動機振幅。該計算僅對于Motor_amplitude_realtime (t) >10% 的 Mo 有效。在355處，先驗電動機振幅信息和測量的電動機振幅信息可被個別地應用，或可選地被組合在一起以形成標度因子。在360處，接著計算新的補償速率。當應用先驗電動機振幅信息時，可通過將模型電動機振幅增長函數的標度因子乘 以輸入速率數據樣本，并加上任意偏移量，來計算調整的感測速率。該偏移量(偏差)是在陀螺儀的校準期間所確定的參數。該偏移量是當陀螺儀處于靜態(零速率輸入)狀況時所生成的陀螺儀速率信號。當應用測量的電動機振幅信息時，可通過將測量的電動機振幅增長函數的標度因子乘以輸入速率數據樣本，并加上任意偏移量，來計算調整的感測速率。替代地，可通過將先驗和測量的標度因子的平均值或其它組合乘以輸入速率數據樣本，并加上任意偏移量信號，來計算調整的感測速率。圖4是示出了具有電動機振幅速率補償的MEMS陀螺儀啟動測試的結果的圖形曲線。該曲線表示在時間O. O處的電源施加、陀螺儀電動機驅動啟動時間T0、數字速率數據輸出時間t、初始速率輸出410、實際輸入速率420、完全電動機振幅的時間T2、以及電動機振幅補償速率輸出430。注意的是，在O. 22秒和O. 30秒之間的啟動階段期間，與在相同時間段期間的不精確的初始速率410相比，電動機振幅補償速率430更加接近實際速率420。圖5是示出了在有速率時來自八個陀螺儀接通的實際測試數據的圖形曲線。從單軸速率表將該八個輸入速率呈現給陀螺儀，并且該八個輸入速率具有50、100、200、300、-50、-100、以及-300 (度/秒)的數值。在520處示出了變化的陀螺儀電動機振幅增長，如在啟動階段期間增加的速率輸出中所反映的。圖6是示出了與圖5的曲線相同的數據，但在應用了電動機振幅補償和瞬時濾波之后的圖形曲線。如在圖6中所示的，在電源施加之后的220ms處，測量的啟動陀螺儀速率基本上與電動機穩態階段600中所見的穩態陀螺儀速率相同。在電動機啟動階段610期間，用該測試實現的性能增益處于更加改善的速率估計。圖7是示出了陀螺儀啟動的關鍵階段的時間線。在電源施加之前，陀螺儀未正在操作。在電源施加700處，陀螺儀電動機開始操作，并且在啟動階段730期間，它的振幅從在710處的O增長到穩態值720。接著，陀螺儀在完全電動機振幅下操作，并進入操作的穩態階段740。本系統和方法允許陀螺儀在啟動階段730期間提供精確和可使用的速率感測。圖8是計算機系統800的一個實施例的框圖，該計算機系統800可實現本系統和方法。計算機系統800 —般地包括至少一個處理器810，和被操作地耦合到處理器810的至少一個存儲器單元820。計算機系統800通過有線或無線連接840被操作地耦合到諸如在IMU 834中的至少一個陀螺儀830。存儲器單元820包括至少一個計算機可讀介質，該至少一個計算機可讀介質具有用于執行本方法的由處理器810可執行的指令。可使用如本領域技術人員所已知的軟件、固件、硬件和其任意的適當組合來實現處理器810。作為示例而非限制，處理器810的硬件部件可包括本領域已知的一個或多個微處理器、存儲器元件、數字信號處理(DSP)元件、接口卡、以及其它標準部件。任何前述的部件可由以下所補充或被結合在以下中專門設計的專用集成電路(ASIC)或現場可編程門陣列(FPGA)。在這個示例性實施例中，處理器810包括以下或與以下一起起作用用于執行在本方法中所使用的各種過程任務、計算和控制功能的軟件程序、固件、或其它計算機可讀指令。這些指令通常被有形地體現在任何適當的計算機程序產品上，該計算機程序產品包括用于存儲計算機可讀指令或數據結構的計算機可讀介質。存儲器單元820可用任何可用的計算機可讀存儲介質來實現，該計算機可讀存儲介質可由通用或專用計算機或處理器、或任何可編程邏輯器件所訪問。合適的計算機可讀介質可包括諸如磁介質或光介質的儲存器或存儲器介質。例如，儲存器或存儲器介質可包括常規硬盤、光盤-只讀存儲器(CD-ROM)、DVD、易失性或非易失性介質，諸如隨機存取存儲器(RAM)(包括但不限于同步動態隨機存取存儲器(SDRAM)、雙數據速率(DDR) RAM、RAMBUS動態RAM(RDRAM)、靜態RAM(SRAM)等等)、只讀存儲器(ROM)、電可擦寫可編程ROM(EEPROM)、閃存、藍光盤等等。以上的組合也可被包括在計算機可讀介質的范圍內。
可由由至少一個處理器所執行的計算機可執行指令(諸如程序模塊或組件)來實現本方法。通常，程序模塊包括執行特定任務或實現特定抽象數據類型的例程、程序、對象、數據組件、數據結構、算法等等。示例實施例
示例I包括一種用于在啟動期間的陀螺儀動態電動機振幅補償的系統，該系統包括至少一個陀螺儀；與該陀螺儀操作通信的至少一個處理器；與該處理器操作地耦合的至少一個存儲器單元；其中該存儲器單元和該處理器被配置成分別存儲和執行多個程序模塊，這些程序模塊包括先驗電動機振幅模塊，被配置成基于啟動期間的陀螺儀電動機振幅增長的模型來生成先驗電動機振幅信號；穩態標度因子模塊，被配置成生成穩態標度因子信號；以及動態電動機振幅補償模塊，被配置成從該電動機振幅模塊接收該先驗電動機振幅信號，并從該穩態標度因子模塊接收該穩態標度因子信號；其中在該陀螺儀的啟動階段期間，由該陀螺儀感測速率運動，并由該陀螺儀輸出感測的速率信號；以及該動態電動機振幅補償模塊從該陀螺儀接收測量的電動機振幅信號，從該電動機振幅模塊接收先驗電動機振幅信號，或兩者的組合，并輸出時變標度因子，該時變標度因子被應用到感測的速率信號以在啟動階段期間從該陀螺儀產生精確感測的速率。示例2包括示例I的系統，其中該陀螺儀包括音叉陀螺儀。示例3包括示例I的系統,其中該陀螺儀包括旋轉質量陀螺儀。示例4包括示例I的系統，其中該陀螺儀是微型機電系統(MEMS)陀螺儀。示例5包括示例1-4任意的系統,其中該陀螺儀被實現在慣性測量單元中。示例6包括示例5的系統,其中該慣性測量單元包括三個陀螺儀。示例7包括一種用于在啟動期間的陀螺儀動態電動機振幅補償的方法，該方法包括從至少一個陀螺儀輸出感測的速率信號；接收先驗電動機振幅信號或測量的電動機振幅信號，或接收先驗電動機振幅信號和測量的電動機振幅信號兩者；接收穩態標度因子信號；基于該穩態標度因子信號，以及該先驗電動機振幅信號或該測量的電動機振幅信號，或先驗電動機振幅信號和測量的電動機振幅信號的組合，來計算時變標度因子；以及將該感測的速率信號乘以該時變標度因子，以便為該陀螺儀確定調整的感測速率，該調整的感測速率在陀螺儀電動機啟動期間提供電動機振幅補償和精確速率估計。示例8包括示例7的方法,其中該陀螺儀包括音叉陀螺儀或旋轉質量陀螺儀。示例9包括示例7的方法,其中該陀螺儀是MEMS陀螺儀。示例10包括示例7-9任意的方法,其中該陀螺儀被實現在慣性測量單元中。示例11包括示例10的方法,其中該慣性測量電源包括三個陀螺儀。示例12包括一種計算機程序產品，該計算機程序產品包括計算機可讀介質，該計算機可讀介質具有存儲在其上的指令，該指令由處理器可執行來執行根據示例7-11中任意的用于在啟動期間的陀螺儀動態電動機振幅補償的方法。示例13包括一種用于在陀螺儀的啟動期間的動態電動機振幅補償的方法，該方法包括(a)確定用于動態電動機振幅補償的控制系統是否被啟用；(b)如果該控制系統被 啟用，則將模型電動機振幅增長函數或測量的電動機振幅信號，或模型電動機振幅增長函數和測量的電動機振幅信號兩者，輸入到電動機振幅速率補償算法中；(c)在該陀螺儀的啟動期間將該電動機振幅速率補償算法運行預定的時間段；(d)確定該時間段是否已經期滿；以及(e)重復(a)到(d)直到該時間段已經期滿。示例14包括示例13的方法，其中該電動機振幅速率補償算法包括從該陀螺儀讀取輸入速率數據樣本；確定是應用電動機振幅增長函數還是應用測量的電動機振幅信號；當應用該模型電動機振幅增長函數時，根據該電動機振幅增長函數來計算標度因子；當應用該測量的電動機振幅時，讀取該測量的電動機振幅并根據該測量的電動機振幅計算標度因子；選擇地將來自該模型電動機振幅增長函數的標度因子與來自該測量的電動機振幅的標度因子相組合；以及計算在該陀螺儀的啟動期間提供電動機振幅補償的調整的感測速率。示例15包括示例13-14中任意的方法，其中該時間段具有從大約O. I秒到大約I. 5秒的范圍。示例16包括示例14-15中任意的方法，其中通過將該模型電動機振幅增長函數的標度因子乘以該輸入速率數據樣本，并加上任意偏移量信號，來計算調整的感測速率。示例17包括示例14-15中任意的方法,其中通過將該測量的電動機振幅增長函數的標度因子乘以該輸入速率數據樣本，來計算調整的感測速率。示例18包括示例14-15中任意的方法，其中通過將該組合的標度因子乘以該輸入速率數據樣本，并加上任意偏移量信號，來計算調整的感測速率。示例19包括示例18的方法，其中組合標度因子包括使用平均值或加權平均值來形成該組合的標度因子。示例20包括一種計算機程序產品，該計算機程序產品包括計算機可讀介質，該計算機可讀介質具有存儲在其上的指令，該指令由處理器可執行來執行根據示例14-19中任意的用于在陀螺儀的啟動期間的動態電動機振幅補償的方法。示例21包括一種用于在啟動期間的陀螺儀動態電動機振幅測量的系統，該系統包括至少一個陀螺儀；模數轉換器，其被操作地耦合到該陀螺儀并被配置成從該陀螺儀接收電動機振幅信號；整流電路，其被操作地耦合到模數轉換器的輸出并被配置成從該模數轉換器接收數字化的電動機振幅信號；以及低通濾波器，其被操作地耦合到整流電路的輸出并被配置成從該整流電路接收整流的電動機振幅信號；其中從該低通濾波器的輸出獲得陀螺儀電動機振幅的實時測量，該陀螺儀電動機振幅的實時測量可用來在陀螺儀電動機啟動期間標定實際感測的陀螺儀速率。盡管已經在此說明和描述了多個特定的實施例，但本領域普通技術人員將理解的是，被考慮來實現相同目的的任何布置可代替所示的多個特定實施例。所描述的多個實施例將被認為在所有方面僅作為示例性而非限制性的。本發明的范圍因此由下列權利要求而不是由前述描述所表明。出自權利要求的等效物的含義和范圍之內的所有改變將被包含在 它們的范圍之內。
權利要求
1.一種用于在啟動期間的陀螺儀動態電動機振幅補償的系統，該系統包括 至少一個陀螺儀； 與該陀螺儀操作通信的至少一個處理器； 與該處理器操作地耦合的至少一個存儲器單元； 其中該存儲器單元和該處理器被配置成分別存儲和執行多個程序模塊，這些程序模塊包括 先驗電動機振幅模塊，被配置成基于啟動期間的陀螺儀電動機振幅增長的模型來生成先驗電動機振幅信號； 穩態標度因子模塊，被配置成生成穩態標度因子信號；以及 動態電動機振幅補償模塊，被配置成從該電動機振幅模塊接收該先驗電動機振幅信號，并從該穩態標度因子模塊接收該穩態標度因子信號； 其中在該陀螺儀的啟動階段期間 由該陀螺儀感測速率運動，并由該陀螺儀輸出感測的速率信號；以及該動態電動機振幅補償模塊從該陀螺儀接收測量的電動機振幅信號，從該電動機振幅模塊接收先驗電動機振幅信號，或兩者的組合，并輸出時變標度因子，該時變標度因子被應用到感測的速率信號以在啟動階段期間從該陀螺儀產生精確感測的速率。
2.一種用于在啟動期間的陀螺儀動態電動機振幅補償的方法，該方法包括 從至少一個陀螺儀輸出感測的速率信號； 接收先驗電動機振幅信號或測量的電動機振幅信號，或接收先驗電動機振幅信號和測量的電動機振幅信號兩者； 接收穩態標度因子信號； 基于該穩態標度因子信號，以及該先驗電動機振幅信號或該測量的電動機振幅信號，或該先驗電動機振幅信號和測量的電動機振幅信號的組合，來計算時變標度因子；以及將該感測的速率信號乘以該時變標度因子，以便為該陀螺儀提供調整的感測速率，該調整的感測速率在陀螺儀電動機啟動期間提供電動機振幅補償和精確速率估計。
3.一種用于在陀螺儀的啟動期間的動態電動機振幅補償的方法，該方法包括 Ca)確定用于動態電動機振幅補償的控制系統是否被啟用； (b)如果該控制系統被啟用，則將模型電動機振幅增長函數或測量的電動機振幅信號，或模型電動機振幅增長函數和測量的電動機振幅信號兩者，輸入到電動機振幅速率補償算法中； (c)在該陀螺儀的啟動期間將該電動機振幅速率補償算法運行預定的時間段； (d)確定該時間段是否已經期滿；以及 Ce)重復(a)到(d)直到該時間段已經期滿。
4.一種用于在啟動期間的陀螺儀動態電動機振幅測量的系統，該系統包括 至少一個陀螺儀； 模數轉換器，其被操作地耦合到該陀螺儀并被配置成從該陀螺儀接收電動機振幅信號; 整流電路，其被操作地耦合到模數轉換器的輸出并被配置成從該模數轉換器接收數字化的電動機振幅信號；以及低通濾波器，其被操作地耦合到整流電路的輸出并被配置成從該整流電路接收整流的電動機振幅信號； 其中從 該低通濾波器的輸出獲得陀螺儀電動機振幅的實時測量，該陀螺儀電動機振幅的實時測量可用來在陀螺儀電動機啟動期間標定實際感測的陀螺儀速率。
全文摘要
一種用于在啟動期間的陀螺儀動態電動機振幅補償的系統，該系統包括各種程序模塊，這些程序模塊包括先驗電動機振幅模塊，被配置成基于啟動期間的陀螺儀電動機振幅增長的模型來生成先驗電動機振幅信號；穩態標度因子模塊，被配置成生成穩態標度因子信號；以及動態電動機振幅補償模塊，被配置成接收該先驗電動機振幅信號，和該穩態標度因子信號。在啟動期間，由該陀螺儀感測速率運動，并由該陀螺儀輸出感測的速率信號。該動態電動機振幅補償模塊從該陀螺儀接收測量的電動機振幅信號、接收先驗電動機振幅信號，或兩者的組合，并輸出時變標度因子，該時變標度因子被應用到感測的速率信號以在啟動階段期間從該陀螺儀產生精確感測的速率。
文檔編號G01C25/00GK102818578SQ201210187969
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月8日 優先權日2011年6月10日
發明者T.J.漢森, M.W.韋伯, S.拉庫爾西耶 申請人:霍尼韋爾國際公司